Татарский государственный
гуманитарно-педагогический университет
МОДУЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА ПО БИОЛОГИИ В ПРОФИЛЬНОЙ ШКОЛЕ (учебно-методическое пособие)
Казань - 2006
Печатается по решению редакционно-издательского совета Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета
Автор: Нимировская Ю.К., учитель биологии и химии лицея №116 Вахитовского района г. Казани.
Научный редактор – д.б.н., профессор Рахимов И.И.
Рецензенты: - доцент, к.б.н. КГМУ Фросин В.М.
- заслуженный учитель РТ, методист кафедры методики
преподавания естественнонаучных дисциплин
Салахова Ф.Н.
Модульное проектирование содержание элективного курса по биологии в профильной школе.
В пособии представлена модульная межпредметная программа интегративных взаимодействий биологии и медицины.
Программа элективного курса адресована учителям биологии общеобразовательных и профильных школ, студентам биологического факультета педагогических вузов.
ТГГПУ 2006
Модульное проектирование содержания элективного курса по биологии в профильной школе
ВВЕДЕНИЕ
Изменения в общественном развитии в сторону рыночной экономики ставят перед системой образования сложные задачи. Образованный человек начала XXI века должен обладать определенным уровнем мыслительной гибкости, быть способным к самостоятельному и конструктивному выбору в различных ситуациях, ориентироваться и самореализовываться в разных социальных сферах, то есть быть социально самостоятельным. Поэтому, несмотря на то, что современная система образования функционирует в традициях уходящего индустриального общества, стало неизбежным изменение содержания образования и усиление его профессиональной направленности.
В этих условиях требуется повышение качества образования школьников и его важнейшей составляющей – подготовки их к социально-профессиональному самоопределению на новой качественной основе.
Как отмечено в концепции Федеральной целевой программы развития образования на 2006 – 2010 гг., для обеспечения качественного образования, его равной доступности для всех граждан необходима перестройка системы образования на основе эффективного взаимодействия образования с рынком труда; для улучшения социальной ориентации учащихся необходимо профилирование школьного образования.
Основная стратегическая линия развития общего среднего образования состоит в его адаптации к изменившимся социально-экономическим условиям. Главная цель общего образования – повышение функциональной грамотности выпускников, формирование разносторонне развитой личности, способной реализовать творческий потенциал в динамичных социально-экономических условиях, как в собственных жизненных интересах, так и в интересах общества. Это предусматривает организацию учебного процесса с учетом современных достижений науки, обновление всех аспектов образования.
Спрос на качественное и актуальное профессиональное образование становится гарантом личной безопасности выпускника школы. В этой связи введение профильного обучения внесет в содержание школьного образования новые компоненты.
Значительную роль в системе профилизации играют элективные курсы, которые позволяют удовлетворить потребности и интересы каждого школьника.
При разработке содержания биологического образования необходимо учитывать интегративный принцип взаимосвязи базового и профессионального образования.
В разработанном элективном курсе «Медицинская генетика и наследственность» лежит принцип интегративности, который отражает процесс сближения и связи наук биологии и медицины.
Для реализации данного принципа необходимо учитывать следующие положения интегративных дидактических модулей:
· Перенос идей и представлений из одной области знания в другие, особенно когда он носит эвристический характер;
· Эффективное использование понятийно-концептуального аппарата, методов и иных познавательных средств одних областей науки другими;
· Формирование комплексных, междисциплинарных проблем и направлений исследований;
· Сближение наук, различающихся своими предметными областями, усиления взаимосвязи и взаимодействия общественных, естественных и технических наук;
· Универсализация средств языка науки.
Биология и медицина включают много общенаучных понятий, которые раскрываются учащимся при изучении курса «Медицинская генетика и наследственность».
Наиболее оптимальным способом компоновки учебного материала является модульный подход, который ориентирован на создание целевых программ.
Представленная модульная программа включает как поливалентные модули, которые являются базой для других, так и моновалентные – для одного очередного модуля, обеспечивает интегративные взаимодействия биологии и медицины и определяет целостное содержание в соответствии с целями учебно-воспитательного процесса в профильной школе.
Модуль 1 – «Человек, природа, общество»
Модуль 2 – «Слагаемые здоровья»
Модуль 3 – «Генетика человека»
Модуль 4 – «Цитологические основы наследственности»
Модуль 5 – «Хромосомные болезни»
Модуль 6 – «Генные заболевания человека»
Модуль 7 – «Наследственная патология»
Модуль8 - «Клинико-генеалогический анализ как метод изучения наследственности человека»
Модуль 9 – «Наследственные болезни с нетрадиционным типом наследования»
Модуль 10 – «Решение задач по теме: наследование, сцепленное с полом».
|
Согласно предложенной схеме все компоненты модульной программы элективного курса находятся во взаимосвязи и обеспечивают эффективность обучения.
Элективный курс «Медицинская генетика и наследственность»
АННОТАЦИЯ
В основу программы положены принципы расширения и систематизации знаний, прикладной направленности курса, развития интереса у учащихся к самостоятельному приобретению знаний, выявления креативного потенциала путем постоянного сопоставления двух типов мышления: дивергентного и конвергентного.
Ученик, как правило, полученной информацией в реальной жизни воспользоваться не способен. На элективных занятиях основной акцент сделан на помощи ученику в определении интересующих его проблем. Соответственно содержание курса расширяет знания, объединяет научные знания с обыденными, житейскими, как бы поднимает личный жизненный опыт ученика на научный, теоретический уровень.
Элективный курс включает межпредметные знания, что позволяет сформировать умения и навыки. Умение организовывать наблюдение, поставить эксперимент, предполагает исследовательскую, творческую деятельность учеников.
Усвоение и выявление уровня учебного материала школьниками возможно с помощью специально разработанных заданий, решения генетических задач, семинарских занятий, лабораторных работ, экскурсий.
Методические идеи настоящего курса заключаются в том, что обучение не может и не должно сводиться только к овладению терминологией, биологическими закономи, оно невозможно без коммуникативно-деятельностной основы, без личностно-ориентированного подхода. Для реализации данного подхода необходимым условием является персонификация, т.е. содержание образования должно представляться через личный опыт учителя. Ученики должны задуматься: если это важно для учителя и моих одноклассников, может быть, это важно и для меня?
Предпрофильная подготовка и профильное обучение не могут быть иными как только личностно-ориентированными. Потому что выбор профессии – это выбор личностно своей программы дальнейшего развития и самоопределения в отношении профилирующего направления собственной деятельности.
Элективный курс может быть применен для предпрофильного обучения учащихся и профильной подготовки старшеклассников, избравших естественно-научный, медицинский и другие профили.
Данная программа может быть адресована тем учащимся, которые хотели бы качественно подготовиться к выпускным и вступительным экзаменам по биологии, в том числе и к ЕГЭ.
Части курса
:
· Введение – 1ч.
· Цитологические основы наследственности – 5 ч.
· Наследственная патология - 4 ч.
· Клинико-генеалогический анализ как метод изучения наследственности человека 4 ч.
· Хромосомные болезни – 3 ч.
· Генные заболевания человека –4 ч.
· Наследственные болезни с нетрадиционным типом наследования – 5 ч.
· Генетика человека – 5 ч.
· Решение генетических задач –4 ч.
Общее количество часов - 34 ч.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Концепция модернизации российского образования предусматривает переход на старшей ступени общего образования к профильному обучению. В соответствии с этой концепцией профилизация обучения на старшей ступени ставит выпускников основной школы перед необходимостью совершения ответственного выбора – предварительного самоопределения в отношении профилирующего направления собственной деятельности.
По мнению специалистов, минимальный объем предпрофильной подготовки должен составить не менее 100 учебных часов в год. Эти часы рекомендуют использовать на проведение курсов по выбору, т.е. используется такая форма дифференциации, как элективная.
Элективный курс «Медицинская генетика и наследственность» направлен на расширение знаний по генетике, способствует самоопределению школьников относительно профиля. Кроме прикладного значения – профориентации учащихся на медицинские специальности - полученные знания имеют и общеобразовательную ценность. Они не только помогут сохранить и укрепить здоровье, но и будут полезны учащимся, привлеченным к работе с детьми и, наконец, как будущим родителям.
Наследственность и изменчивость у человека являются предметом изучения генетики человека на всех уровнях его организации: молекулярном, клеточном, организменном, популяционном. Генетика человека своими успехами в значительной мере обязана медицинской генетике – науке, изучающей роль наследственности в патологии человека. Прикладной раздел медицинской генетики – это клиническая генетика, которая использует достижения медицинской генетики в решении клинических проблем, возникающих у конкретных пациентов или в их семьях.
Согласно учению З. Фрейда есть два фундаментальных инстинкта: жизни – эрос и смерти – танатос.
Всему живому приходится напрягать все силы, чтобы выжить и оставить потомство. Угроза превращения в неживое довлеет над всеми. Таким образом, танатос всегда находится не внутри существа (это противоречило бы принципу целостности), а вне его, в виде внешней опасности. Как заставить существо сделать то, что проявится лишь в будущем? Что сейчас оно имеет от того, что у него со временем появится потомство?
Фактическая потеря здоровых молодых девушек и юношей становится угрозой воспроизводству полноценного потомства, что не может не сказаться на демографическом потенциале страны. Вот почему охрана здоровья – важная государственная задача.
Отсюда важность заблаговременной профессиональной ориентации подростков в школе и семье, особенно девушек, с учетом не только способностей, но и способностей их личностных качеств и состояния здоровья.
Содержание курса включает раздел «Решение генетических задач», что поможет не только лучше понять главные законы наследственности, но и дает возможность тренировки логического мышления. Именно генетика позволяет вызвать заинтересованное отношение к биологии, способствует развитию генетической культуры. Сравнение генетики и математики корректно в том случае, что каждый шаг при решении генетических задач должен быть обоснован.
Изучение раздела «Геном человека» приближает возможность использования генной терапии для лечения патологий, связанных с наследственной информацией. Приближает время, когда практическое использование ее достижений неизбежно поставит перед учеными этические проблемы, связанные с генетическими манипуляциями в эмбриональных клетках человека.
ЦЕЛЬ КУРСА
: содействовать формированию у учащихся генетической грамотности, воспитанию генетической и экологической культуры, поскольку он затрагивает многие этические, нравственные, социальные проблемы нашего общества, и способствовать приобщению к здоровому образу жизни. Формирование профессиональной самоориентации учащихся и разносторонне развитой личности, способной реализовать свой творческий потенциал в динамичных социально-экономических условиях.
ЗАДАЧИ КУРСА
:
· Изучить роль генетического (наследственный) и средового компонентов в возникновении заболеваний.
· Раскрыть роль современной медицины в лечении наследственных болезней.
· Расширить знания о биологии человека.
· Осуществить интеграцию смежных дисциплин.
· Формировать навыки самообразования, коммуникативной компетентности.
· Формирование мотивации, т.е. создание условий для появления внешних и внутренних побуждений к учению, саморазвитию, самовоспитанию.
СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
ВВЕДЕНИЕ – 1ч
История развития генетики.
Теория пангенезиса Ч. Дарвина. Согласно данной теории по кровеносному руслу циркулируют мельчайшие частицы – геммулы, которые и попадают в половые клетки.
Корни воззрения Дарвина относительно механизма передачи признаков от родителей к потомству через кровь лежат еще в натурфилософии древнегреческих философов.
Ещё одна умозрительная гипотеза наследственности была выдвинута К. Негели. Он предположил, что в передаче наследственных задатков потомству принимает участие особое вещество наследственности – идиоплазма. Идиоплазмой обладают как половые, так и соматические клетки.
Впервые на хромосомы как материальные носители наследственности указал А. Вейсман.
К началу XX в. были созданы реальные предпосылки для развития генетической науки. Исследования Г. Менделя и его взгляды на механизм наследования определили развитие науки на несколько десятилетий.
Важными исследованиями периода классической генетики были работы генетика Т.Моргана, Г. Меллера, В. Сахарова, Дж. Уотсона, Ф. Крика и др.
Международная генетическая программа «Геном человека», целью которой являются полная расшифровка генетического кода человека и картирование его хромосом. В перспективе намечается интенсивное развитие новой области медицинской генетики – генотерапии, которое должно способствовать снижению риска проявления вредных генов и тем самым максимальному ограничению генетического груза.
МОДУЛЬ 1. ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
НАСЛЕДСТВЕННОСТИ – 5 ч.
ЦЕЛИ МОДУЛЯ:
а) углубить знания учащихся в законах наследования;
б)развить познавательный интерес к проблеме наследования и формирования признаков у человека;
в) воспитание соблюдения этических норм при проведении биологических исследований.
ЗАДАЧИ МОДУЛЯ:
1. Познакомить учащихся с одной из важнейших особенностей, характерной для всех живых организмов – наследственностью.
2. Научить прогнозировать наследование интересующих признаков, в том числе патологических.
3. Научить осуществлять самостоятельный поиск научной информации в различных источниках (справочниках, научно-популярных изданиях, ресурсах Интернета).
УЧЕБНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МОДУЛЯ:
У.Э. 1.1. – 1.2
. Понятие о наследовании, генах, генотипе и признаках
Наследственность является одной из важнейших особенностей, характерной для всех живых организмов. Это свойство организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность в ряду поколений. Наследование – это передача в ряду поколений материальных структур и их функциональных особенностей, обеспечивающих наследственность. Материальные структуры называются генами.
Менделирующие признаки. Генная запись генотипа при изучении расследования одного гена или разных генов, расположенных в разных парах гомологичных хромосом.
Морганида – это такое условное расстояние между генами одной хромосомы, при котором образуется 1% кроссоверных гамет двух типов. Генетическая карта хромосомы.
Схема, иллюстрирующая образование кроссоверных и некроссоверных гамет.
Недавно завершена работа в рамках международного проекта «Геном человека» по выявлению последовательности нуклеотидов в генах всех хромосом человека. Построены подробные генетические карты хромосом человека. Все это облегчит диагностику наследственных и раковых заболеваний и позволит разработать новые методы лечения, основанные на принципах генной терапии. Сейчас разрабатываются приемы введения искусственных генетических конструкций в раковые клетки, в клетки больных, страдающих наследственными заболеваниями. Ведется работа по созданию искусственных хромосом с заранее выбранным набором генов и регуляторных элементов, обеспечивающих репликацию вводимой ДНК и функционирование искусственных генетических конструкций.
У.Э.1.3.
Взаимодействие генов
Классификация основных форм взаимодействия генов.
1. Межаллельные взаимодействия: полное доминирование; неполное доминирование; кодоминирование; аллельное исключение. 2. Множественный аллелизм. Генетика групп крови системы АВО. В неё входит три неаллельных гена: IА
, IВ
и i. Доминантные гены IА
и IВ
взаимодействуют между собой по типу кодоминирования и оба полностью доминируют над рецессивным геном i. В зависимости от сочетания этих генов формируется та или иная группа крови у человека.
Генотип Группа крови
Ii I, ОО
IА
IА
, IА
i II, АА, АО
I В
I В
IВ
i III, ВВ, ВО
IА
IВ
IV, АВ
Типичным примером кодоминирования служит формирование IV группы крови у человека, или АВ-группы.
2. Взаимодействия между разными генами: а) комплементарность. Примером комплементарного действия у человека могут служить случаи, когда у глухих родителей рождаются дети с нормальным слухом; б) эпистаз (доминантный или рецессивный). Эпистаз характерен для генов, участвующих в регуляции индивидуального развития и иммунных систем человека.
У.Э.1.4
. Основные типы наследования
В зависимости от расположения генов различают следующие типы наследования. Ядерное и цитоплазматическое наследование. Проявление так называемого «материнского эффекта». Аутосомное и сцепленное с полом наследование. Независимое наследование и сцепленное наследование.
Рекомендуемая литература:
1. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж.Д. Молекулярная биология: в 3 т.: Пер. с англ. – М.:Мир, 1993.
2. Гершензон С.М. Основы современной генетики. - Киев: Наук. Думка, 1979.
3. Гинтер Е.К. Медицинская генетика: Учебник. – М.: Медицина, 2003.
4. Шишкинская Н.А. Генетика и селекция. Теория, задания. – Саратов: «Лицей», 2005.
Задания для учащихся:
Задание 1. Выберите правильный ответ.
1. Чистота гамет определяется:
а) гаплоидным набором хромосом; б) отсутствием мутантных генов; в) присутствием в гамете одного из двух аллельных генов; г) гомозиготностью.
2. Причиной единообразия гибридов первого поколения являются:
а) одинаковые генотипы родителей; б) гетерозиготность родительских особей; в) чистота исходных родительских особей; г) неполное доминирование.
3. При скрещивании двух моногетерозигот (Аа) наблюдается расщепление по фенотипу, соответствующее формуле: а) 1: 1; б) 1 : 2 ; в) 3 : 1 ; г) 9 : 7.
4. Что наследует потомство от родителей:
а) признаки; б) свойства; в) генотип; г) гены.
5. Что обозначает термин «аллель»:
а) наследственный признак; б) локус; в) одно из возможных состояний гена; г) мутантный ген.
6. Как называется явление парности признаков:
а) реципрокность; б) альтернативность; в) комплементарность;
г) аллелизм.
7. Сколько аллелей одного гена в норме получают потомки одного гена от каждого из родителей:
а) два; б) несколько; в) один; г) много.
8. Сколько типов намет образует особь, имеющая генотип, гомозиготный по десяти генам:
а) два; б) несколько; в) один; г) много.
9. В каком случае организмы с разными генотипами имеют одинаковый фенотип:
а) при полном доминировании; б) не могут иметь; в) при неполном доминировании; г) при летальности одного гена.
10. Чем можно объяснить, что особи с одинаковым генотипом имеют разный фенотип:
а) неполным доминированием; б) кодоминированием; в) пенетрантностью; в) полным доминированием.
11. Чем определяется количество гамет, которое образует особь:
а) диплоидностью; б) количеством доминантных генов в генотипе; в) степенью гетерозиготности; г) количеством рецессивных генов в генотипе.
12. Каким образом при гибридологическом анализе устанавливается независимость наследования признаков:
а) по количеству единиц расщепления; б) по отсутствию рекомбинантов; в) по наличию рекомбинантов; г) по формуле расщепления.
Задание 2. Решите задачи.
1. Одна из форм шизофрении наследуется как моногенный аутосомный рецессивный признак. Какова вероятность проявления заболевания в потомстве двух здоровых родителей, если бабушка со стороны отца и дед со стороны матери страдали шизофренией?
2. У человека леворукость и альбинизм определяются рецессивными аутосомными генами, локализованными в разных хромосомах. Могут ли родители иметь нормальный фенотип, если один ребенок унаследовал леворукость, а другой – альбинизм?
3. Карий цвет глаз, темный цвет волос и владение правой рукой – доминантные аутосомные признаки, которые наследуются независимо. Голубоглазая, светловолосая женщина-правша имеет мужа – кареглазого, темноволосого мужчину-левшу. У них есть сын – голубоглазый, светловолосый левша и дочь – кареглазая, темноволосая правша. Определите генотипы всех членов семьи.
МОДУЛЬ 2. НАСЛЕДСТВЕННАЯ ПАТОЛОГИЯ –4 ч.
ЦЕЛИ МОДУЛЯ:
а) познакомить учащихся с наследственными болезнями человека, их классификацией;
б) познакомить учащихся со специализированным видом медицинской помощи, направленной на профилактику наследственных болезней;
в) формирование информационной культуры (компетентности), умение работать с различными источниками информации, в том числе биологическими и медицинскими словарями.
г) воспитание генетической грамотности у учащихся.
ЗАДАЧИ МОДУЛЯ:
1. Закрепить знания учащихся о видах профилактики наследственной патологии;
2. Дать представление о специализированном виде медицинской помощи - медико-генетическом консультировании.
3. Научить анализировать и оценивать этические аспекты современных исследований в биологической науке;
4. Раскрыть понятие генетической паспортизации людей;
5.
Способствовать развитию профессиональной самоориентации учащихся.
УЧЕБНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МОДУЛЯ:
У.Э. 2.1. Классификация наследственных болезней
Значение классификации патологии человека для развития заболевания, что является одним из важных достижений медицинской генетики. Эта классификация не только позволяет понять причины развития заболеваний, но и помогает в выборе методов лечения и профилактики этих болезней. Наследственные болезни разнообразны и встречаются в практике врача любой специальности. Поэтому помимо генетической существует классификация наследственных болезней, соответствующая медицинским специальностям.
Причиной наследственных заболеваний является изменение наследственного материала. В ряде случаев такие изменения обязательно приводят к формированию патологических признаков, к развитию болезней. В других случаях немаловажное значение имеют те или иные факторы внешней среды, которые провоцируют или способствуют проявлению измененного мутантного гена. Некоторые заболевания обусловлены изменением одного гена, другие же наследственные болезни развиваются при изменении нескольких генов, то есть существуют наследственные болезни с моногенным и полигенным типом наследования.
У.Э. 2.2. Общая характеристика наследственных болезней.
Любой вид патологии имеет свои закономерности. Значение этих закономерностей помогает врачу в диагностике заболеваний и лечении больных.
1) Наследственные болезни часто носят семейный характер: заболевания встречаются у нескольких родственников.
2) Наследственным заболеваниям характерна тяжесть заболевания, хроническое течение. Тяжесть течения обуславливает инвалидность и сокращенную продолжительность жизни.
3) Для многих заболеваний характерно наличие специфических симптомов, наследование которых позволяет заподозрить наличие у человека наследственного заболевания.
4) Многие наследственные заболевания носят врожденный характер.
5) Наследственным заболеваниям характерна относительная устойчивость к распространенным методам лечения. Это объясняется тем, что традиционные методы лечения не могут исправить мутантный ген, измененную хромосому или восстановить нормальное число хромосом. Прогресс молекулярной биологии, генетики и клеточной инженерии способствует выявлению причин патологии.
У.Э. 2.3. Профилактика наследственных заболеваний
В настоящее время невозможно традиционными способами исправить изменение наследственного материала, являющееся причиной наследственного заболевания. Поэтому основным средством снижения интенсивности генетического груза в человеческих популяциях, рождения больных детей и формирования у них патологических признаков является профилактика.
Различают несколько видов профилактики наследственной патологии:
· Выбор оптимального репродуктивного возраста;
· Отказ от деторождения в случае высокого риска наследственной и врожденной патологии;
· Жесткий контроль мутагенов в окружающей среде;
· Прерывание беременности в случае высокой вероятности заболевания плода или дородовой диагностики заболевания.
Важным звеном профилактики является медико-генетическое консультирование. Медико-генетическое консультирование является специализированным видом медицинской помощи населению, направленной на профилактику наследственных болезней. Медико-генетическое консультирование заключается в составлении прогноза рождения ребенка с наследственной патологией, оценке вероятности этого события и помощи консультирующейся семье в принятии решения о деторождении.
У.Э. 2.4. ДНК - диагностика и здоровье человека
ДНК-диагностика находит применение не только в диагностике наследственных заболеваний человека. ДНК-диагностика позволяет выявить особенности генома человека, обуславливающие реакции здорового человека на природно-климатические, бытовые и профессиональные факторы внешней среды, на прием лекарственных средств и некоторые продукты питания.
ДНК-диагностика позволяет проводить раннее выявление злокачественного перерождения клеток, позволяет выявлять микроорганизмы, паразитирующие в организме человека, находящиеся в биологических средах или внешней среде, в том числе и в качестве компонентов биологического оружия.
Раскрытие молекулярной основы того или иного наследственного заболевания начинается с генетического картирования – определения локализации искомого гена в хромосоме. ДНК-диагностика позволяет обнаружить в организме человека возбудителей болезней, составить генетический паспорт. В некоторых странах начата работа по генетической паспортизации людей, которая поможет не только идентифицировать человека, но и выявить особенности его генома, обуславливающие его реакции на лекарственные средства, производственные и климатические факторы, а также предрасположенность к тем или иным заболеваниям.
С помощью методов ДНК – анализа выявляют генетически модифицированные продукты питания, способные содержать опасные для человека искусственные генетические конструкции.
Задания для учащихся:
Подготовить сообщения.
1. Используя медицинские справочники, научно-популярные журналы, изучить статистику распространенности наследственных болезней.
2. Каковы возможные отрицательные социальные аспекты генетической паспортизации?
Рекомендуемая литература:
1. Асанов А.Ю., Демикова Н.С., Морозов С.А. Основы генетики и наследственные нарушения развития у детей. – М.: Издательский центр «Академия», 2003.
2. Тарасенко Н.Д., Лушанова Г.И. Что вы знаете о своей наследственности? 2-е изд., перераб. – М.: Медицина, 1984.
3. Фросин В.Н. Введению в биологию человека. 2. Генетика. Индивидуальное развитие / В.Н. Фросин – Казань: Диалог – Компьютерс, 2005.
МОДУЛЬ 3: КЛИНИКО-ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КАК МЕТОД ИЗУЧЕНИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ ЧЕЛОВЕКА – 4 ч.
ЦЕЛИ МОДУЛЯ:
а) познакомить учащихся с генеалогическим методом изучения наследственности человека;
б) научить составлять родословную человека;
в) формировать умения анализировать родословную;
г) воспитание генетической грамотности.
ЗАДАЧИ МОДУЛЯ:
1) Дать информацию о молекулярной природе многих заболеваний человека.
2) Создание условий для творческой самореализации учащихся.
3) Способствовать проводить самостоятельный поиск биологической информации в различных источниках, в том числе с использованием информационных технологий.
4)
Воспитание семейных традиций, уважения к памяти предков.
УЧЕБНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МОДУЛЯ:
У.Э. 3.1.
Генеалогический метод
Человек хорошо изучен в генетическом отношении. Это стало возможным благодаря использованию многочисленных методов. Генеалогический метод опирается на генеалогию – учение о родословных. Сутью метода является составление и анализ родословных. В медицине этот метод часто называют клинико-генеалогическим методом, поскольку исследованию подвергаются разнообразные болезни или патологические признаки.
Сбор сведений начинается от пробанда, которым называется лицо, первым попавшее в поле зрения исследователя. Обычно это больной или носитель какой-либо мутации. Дети одной родительской пары называются сибсами. Границы применения генеалогического метода достаточно широки. Его используют при установлении наследственного характера изучаемого признака, при медико-генетическом консультировании.
У.Э. 3.2.
Основные типы наследования
Определение типа наследования в конкретной родословной всегда является серьезной генетической задачей, которую часто может решить врач-генетик. Определив тип наследования и зная закономерности наследования при каждом из них, можно легко выяснить генотип пробанда и сделать прогноз о его вероятном потомстве.
Установление типа наследования заболевания часто является решающим в постановке правильного диагноза и, следовательно, в выборе эффективного лечения, проведении адекватных профилактических мероприятий.
У людей известны следующие типы наследования:
1. Аутосомно-доминантное наследование.
2. Аутосомно-рецессивное наследование.
3. Доминантное сцепленное с Х-хромосомой наследование.
4. Сцепленное с У- хромосомой наследование.
5. Цитоплазматическое наследование(изучаемые гены находятся в ДНК митохондрий).
У.Э. 3.3. - 3.4. Лабораторная работа «Составление родословных и их анализ»
Цель работы
: научиться с помощью генеалогического метода составлять генеалогические таблицы семей.
Сбор сведений о каждом члене своей семьи провести заранее, до лабораторной работы. Желательно собрать сведения о трех поколениях. В сведениях должны быть отражены фамилия, имя, отчество, возраст, пол, характеристика изучаемого признака. В качестве признака может быть цвет волос, форма лица, цвет глаз, тип волос, наличие или отсутствие веснушек и т.д. Из патологических признаков: сахарный диабет, дальтонизм и т. д.
Оборудование
:
линейка, цветные карандаши, таблица «Обозначения, принятые при составлении родословных человека», дидактические карточки «Морфологические признаки человека».
Ход работы:
Используя собранный материал, составьте генеалогическую таблицу.
1. Поместите в центре таблицы носителя признака (пробанда), обозначив его в зависимости от пола двойным квадратом или кружком.
- лицо мужского пола;
- лицо женского пола;
- пол неизвестен;
- брак;
- родственный брак;
- однояйцевые близнецы;
- двуяйцевые близнецы;
- бездетный брак;
- носители признака.
1. Расположите в один ряд в порядке рождения слева направо его братьев и сестер и соедините их.
2. Выше укажите родителей, соединив их линией брака.
3. Соедините далее между собой горизонтальными и вертикальными линиями всех лиц одного и того же поколения.
4. Продолжайте таким образом отмечать лица одного и того же поколения.
5. Обратите внимание на повторяемость изучаемого признака на протяжении ряда поколений.
6. Оцените характер наследования данного признака (доминантный, рецессивный, сцепленный с полом). Заполните таблицу:
| Признак |
Встречаемость (повторяемость) |
Характер наследования данного признака |
7. Влияют ли на характер проявления признака факторы среды ( условия труда, быта, климат региона и т.д.)?
8. Результаты работы отразите в виде генеалогической таблицы, используя условные обозначения.
Задания для учащихся:
1. Выберите правильный ответ из предложенных.
1. Основным болезней методом при диагностике хромосомных человека является:
а) близнецовый; б) генеалогический; в) цитологический; в) биохимический.
2. Гибридологический метод не используется в генетике человека по причине:
а) его неэффективности; б) в связи с малым числом потомков; в) по этическим соображениям; г) в связи с редкой сменой поколений.
3. Человек является … объектом для генетического анализа.
4. Основным недостатком человека, как объекта генетических исследований, является невозможность использования … метода.
Задание 2. На компьютере создайте структурную модель родословной по следующему описанию. Молодожены нормально владеют правой рукой. В семье женщины было еще две сестры, нормально владеющие правой рукой, и три брата левши. Мать женщины – правша, отец – левша. У отца есть сестра и 2 брата правши. Дед по линии отца – правша, бабка – левша. У матери женщины есть два брата и сестра – все правши. Мать мужа – правша, отец – левша.
Рекомендуемая литература:
1. Петросова Р.А. Основы генетики. – М.:Дрофа, 2004
2. Бочков Н.П. Медицинская генетика. –М.: Мастерство, 2001
3. Зеленин А.В., А.В., Кайгородов В.А., Прасолов В.С. Генная терапия сегодня и завтра. Молекулярная биология. –1998. т. 32.
4. Фросин В.Н. Тестовые задания. Казань, издательство «Матбугатйорты», 2000.
| МОДУЛЬ 4: ХРОМОСОМНЫЕ БОЛЕЗНИ – 3 ч. ЦЕЛИ МОДУЛЯ:
а) познакомить учащихся с классификацией хромосомной патологии у человека. б) раскрыть понятие – генетический груз в популяциях человека. в) воспитание генетической грамотности. |
ЗАДАЧИ МОДУЛЯ:
1. Сформировать знания о хромосомном механизме определения пола организма.
2. Дать представление о наследственных болезнях, которые обусловлены хромосомными мутациями.
3. Показать влияние условий среды на проявление его наследственных свойств и признаков.
4.
Выработка на этой основе экологически грамотного поведения учащихся.
УЧЕБНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МОДУЛЯ:
У.Э. 4.1- 4.2.
Развитие и проявление хромосомных болезней
Многие наследственные болезни связаны с изменением структуры хромосом или их нормального количества, т.е. с хромосомными мутациями.
Широко известная болезнь Дауна является результатом присутствия в кариотипе лишней хромосомы из 21-й пары (трисомия по 21-й хромосоме). Причиной служит нерасхождение половых хромосом при образовании половых клеток у матери. В большинстве случаев появления у новорожденных лишней хромосомы возраст матери достигает, по крайней мере, 35 лет. Мониторинг частоты этого заболевания в районах с сильным загрязнением окружающей среды.
Отдельную категорию наследственных заболеваний составляют синдромы, связанные с изменением нормального количества половых хромосом. Как и болезнь Дауна, они возникают при нарушении процесса расхождения хромосом при гаметогенезе у матери.
Наследственные болезни, связанные с изменеием числа Х-хромосом, диагностируются цитилогическим методом по количеству в клетках телец Барра или полового хроматина.
У.Э. 4.3.
Генетический груз в популяциях человека
Генетический груз это весь спектр мутаций, понижающих адаптивные свойства организма. Одна из причин роста – сильное загрязнение окружающей среды, которое является побочным продуктом цивилизации. Постоянные техногенные катастрофы, военные конфликты приводят к изменению климата, к появлению в среде новых мутагенных факторов или повышенной концентрации старых. Генетическая устойчивость популяций человека базируется на том, что каждое последующее поколение появляется от фенотипически нормальных людей. Но при сильном загрязн
Задания для учащихся:
Задание 1. Заполните пропуски.
1. Набор хромосом человека состоит из … пар.
2. Хромосомы человека очень … поддаются идентификации.
3. Причиной синдрома Дауна является присутствие … хромосомы.
4. Одним из диагностических признаков синдрома Шеревского-Тернера является отсутствие в ядрах клеток женщины полового … .
5. У-хромосома человека, в отличие от такой же хромосомы дрозофилы, оказывает … влияние на процесс формирования пола.
Задание 2. Ответьте устно на вопросы.
1. Синдром Дауна – это болезнь врожденная или наследственная?
2. Обычно женщины с кариотипом ХХХ бесплодны, но в некоторых случаях они могут оставить после себя потомство. Есть ли у них шанс произвести на свет нормального ребенка?
Рекомендуемая литература:
1. Асанов А.Ю., Демикова Н.С., Морозов С.А. Основы генетики и наследственные нарушения развития у детей: Учебн. пособие для студ. высш. пед. учеб.заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2003
2. Бочков Н.П. Медицинская генетика. - М.: Мастерство, 2001
3. Гинтер Е.К. Медицинская генетика: Учебник. - М.: Медицина, 2003.
4. Петросова Р.А. Основы генетики. – М.: Дрофа, 2004.
МОДУЛЬ 5. ГЕННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ЧЕЛОВЕКА – 4ч
ЦЕЛИ МОДУЛЯ:
а) познакомить учащихся с существующими генными болезнями.
б) показать характер наследования признаков, возникающих в результате повреждения ДНК на уровне гена.
в) познакомить учащихся с инструментом биотерроризма;
г) воспитание здорового образа жизни у учащихся.
ЗАДАЧИ МОДУЛЯ:
1. Дать представление учащимся о моногенных болезнях.
2. Способствовать использованию полученных знаний для сохранения своего здоровья и здоровья будущего поколения.
3. Выработка навыков генетической грамотности учащихся.
УЧЕБНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МОДУЛЯ:
У.Э.5.1.-5.2
. Моногенные формы наследственных заболеваний
Многие признаки наследуются моногенно, т.е. определяются одним геном и наследуются в соответствии с законами Менделя. Моногенных признаков описано более тысячи. Среди них есть как аутосомные, так и сцепленные с полом. Моногенные болезни встречаются у 1-2% населения земного шара. Это очень много.
Болезни с наследственной предрасположенностью обусловлены генными мутациями, возникающими в соматических клетках организма. Генные мутации приводят к изменению структуры или количества кодируемых генами белков.
Для конкретного человека или плода появление мутантного признака чаще всего имеет негативные последствия – может развиться тяжелое заболевание, если ген, в котором произошла мутация, ответственен за определение жизненно важных процессов в организме или за формирование органов.
У.Э.5.3.
Типы наследования наследственных заболеваний.
1. Аутосомно-доминантное наследование. При изучении некоторых родословных можно установить, что болезнь передается от одного из родителей к детям на протяжении нескольких поколений. Для многих доминантных генов характерна разная степень их клинического выражения (экспрессивность генов) и частота проявления у носителей (пенентрантность генов).
2. Аутосомно-рецессивное наследование. При аутосомно-рецессивных заболеваниях у здоровых родителей некоторые дети могут оказаться больными. Это связано с тем, что оба родителя являются гетерозиготными носителями аномального гена.
3. Наследование, сцепленное с полом. Аномальный ген может находиться у женщин в одной или обеих Х-хромосомах, что встречается крайне редко.
У.Э.5.4.
Биологический терроризм. Этническое оружие.
Этническое оружие – это химическое соединение и микроорганизмы, избирательно поражающие представителей определенной расы или этнической группы.
В последнее время возросла опасность террора, в том числе биологического. Инструментом биотеррора могут быть химические соединения биологического происхождения, естественные и генетически измененные вирусы и бактерии, другие возбудители заболеваний человека. Одним из новых направлений является создание так называемых ДНК-чипов или биочипов. Наиболее значительным достижением этого направления является создание системы, тестирующей наличие биологического оружия в полевых условиях за 30 минут.
Задания для учащихся:
Используя справочную литературу, ответьте на вопросы:
1. Почему, однажды появившись, мутантный ген не исчезает из популяции людей? И всегда ли этот ген нежелателен?
2. Почему, такая болезнь, как серповидноклеточная анемия, широко распространена в странах Африки и Азии, где высока частота заболеваний малярией?
Рекомендуемая литература:
1.
Зеленин А.В., Кайгородов В.А., Прасолов В.С. Генная терапия сегодня и завтра. Молекулярная биология. - 1998. т.32.
2.
Шишкинская Н.А. Генетика и селекция. – Саратов: «Лицей», - 2005
3.
Фросин В.Н. Введение в биологию человека: 2. Генетика / В.Н.Фросин – Казань: Диалог – Компьютерс, 2005.
МОДУЛЬ 6. НАСЛЕДСТВЕННЫЕ БОЛЕЗНИ С ТРАДИЦИОННЫМ ТИПОМ НАСЛЕДОВАНИЯ – 5ч
ЦЕЛИ МОДУЛЯ:
а) познакомить учащихся с болезнями наследственной предрасположенности;
б) развить познавательную активность по сохранению собственного здоровья;
в) воспитание здорового образа жизни.
ЗАДАЧИ МОДУЛЯ:
1. Сформировать знаний о наследственной природе врожденных сердечно-сосудистых заболеваниях.
2. Показать учащимся негативную роль вредных привычек на организм человека.
3. Способствовать использованию приобретенных знаний для оценки собственного здоровья.
УЧЕБНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МОДУЛЯ:
У.Э.6.1.
Болезни, с наследственным предрасположением.
Наиболее часто встречаются болезни с наследственным предрасположением: атеросклероз, сахарный диабет, язва желудка и двенадцатиперстной кишки, пороки развития и многие другие. При этих заболеваниях в семье может передаваться предрасположенность к определенному заболеванию. Однако проявление этого заболевания зависит не только от генотипа, но и от факторов внешней среды.
С генетической точки зрения болезни с наследственной предрасположенностью обусловлены взаимодействием нескольких или многих генов.
У.Э.6.2.
Наследственная природа врожденных сердечно-сосудистых заболеваний
Наиболее часты аномалии опорно-двигательного аппарата, нервной и сердечно-сосудистой систем, выявляемые в первый год жизни ребенка. Опасны для новорожденного и вирусные заболевания матери.
У.Э.6.3.
Алкоголь, курение и другие «факторы риска»
Алкоголь даже в небольших дозах может нарушать целостность хромосом – носителей наследственных задатков.
Еще одна серьезная проблема – курение, наркотики.
У.Э.6.4. Болезни импринтинга.
Некоторые гены, передаваемые потомству, несут специфический «отпечаток» пола родителя. Это означает, что некоторые отцовские и материнские гены имеют различающиеся эффекты, т.е. проявляются у потомков по-разному. Обнаруженное явление получило название геномного импринтинга, или «хромосомной памяти».
При образовании у потомков половых клеток прежний «отпечаток» стирается, гены маркируются в соответствии с полом данного организма. Таким образом, некоторые гены передаются потомкам в неактивном состоянии. Неактивная копия гена является импринтированной.
Задания для учащихся:
Подготовиться к семинару по теме «Самая сокровенная тайна».
Задача семинара
: дать представление об уровнях половой дифференцировки хромосомном определении пола. Дифференцировке гонад на ранних этапах эмбриогенеза, показать возможные отклонения половой дифференцировки на примере синдрома Морриса; продолжить формирование навыков работы в группах-модулях по алгоритмам подготовки сообщений, презентаций, работы по составлению таблиц, схем, на базе научных биологических знаний воспитывать у учащихся правильное отношение к проблеме пола.
Оборудование
: Схемы: 1. – формирование фенотипов у млекопитающих. 2.Развитие гонад и их протоков у млекопитающих. 3. Механизм действия стероидных гормонов, пути тестостерона и дигидротестостерона в клетке.
Портрет и биография Жанны Д′Арк (с использованием мультимедийного проектора).
Сообщения и презентации на компьютере по заданной теме.
У.Э.6.5.
Урок-семинар о дифференциации пола и возможных отклонениях этого процесса по теме: Самая сокровенная тайна.
Рекомендуемая литература:
1. Асанов А.Ю., Демикова Н.С., Морозов С.А. Основы генетики. /Под ред. А.Ю. Асанова. – М.: Издательский центр «Академия», 2003.
2. Сидоров Е.П. Анатомия и физиология человека. Пособие для поступающих в вузы. Москва, 1993.
3. Киеня А.И., Бандажевский Ю.И. Здоровый человек: основные показатели. Минск, 1997.
4. Хотунцев Ю.А. Человек, технология, окружающая среда. – М.: «Устойчивый мир», 2001.
5. Харпер П.С. Практическое медико-генетическое консультирование: Пер. с англ. – М.: Медицина, 1984
МОДУЛЬ 7. ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА –5ч
ЦЕЛИ МОДУЛЯ:
а) закрепить знания о методах генетики;
б) познакомить учащихся с методами генной инженерии;
в) рассмотреть хромосомный механизм определения пола организма, сущность наследования признаков, сцепленных с полом.
г) воспитание соблюдения этических норм при проведении некоторых исследований в области биотехнологии (клонирование, искусственное оплодотворение).
ЗАДАЧИ МОДУЛЯ:
1. Способствовать реализации потенциальных возможностей учащихся для успешного овладения языком предмета.
2. Познакомить учащихся с основными методами изучения наследственности.
3. Продолжить формирование умений пользоваться генетической терминологией и символикой.
4. Сформировать умение использовать знания цитологических основ наследственности для решения задач по генетике.
УЧЕБНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МОДУЛЯ:
У.Э. 7. 1.
Методы генетики человека.
В генетике человека используется ряд методов исследования.
1. Близнецовый метод. Близнецы бывают монозиготными и дизиготными. Монозиготные близнецы характеризуются большой степенью сходства (конкордантностью) по многим признакам.
Дизиготные близнецы развиваются из двух или более одновременно овулировавших и оплодотворенных разными сперматозоидами яйцеклеток. Поэтому они имеют различные генотипы и могут быть одного или разного пола. В отличие от монозиготных, дизиготные близнецы характеризуются дискордантностью – несходством по многим признакам.
Благодаря близнецовому методу, была выяснена наследственная предрасположенность человека к ряду заболеваний: шизофрении, эпилепсии, сахарному диабету и другим.
2. Цитогенетический метод основан на изучении хромосом человека в норме и патологии.
Материалом для кариотипического анализа чаще всего являются лимфоциты крови.
Использование данного метода позволило выявить группу болезней, связанных с изменением числа хромосом, то есть хромосомных болезней.
3. Биохимический метод позволяет обнаружить нарушения в обмене веществ, вызванные изменением генов и, как следствие, изменением активности различных ферментов.
4. Популяционно-статистический метод изучения распространения наследственных признаков в популяциях.
Для выяснения частот встречаемости тех или иных генов и генотипов используется закон Харди-Вайнберга (p2
+ 2pq + q2
= 1).
Генетика человека – одна из наиболее интенсивно развивающихся отраслей науки, она является теоретической основой медицины.
У.Э.7. 2.
Генная инженерия.
Новое направление молекулярно-генетических исследований – генная инженерия. Целью этого направления является генетическое конструирование, т.е. создание клеток и организмов с заранее запланированными свойствами.
Разработка методики внедрения в бактериальную клетку эукариотических генов позволила осуществить промышленный синтез таких необходимых человеку препаратов, как инсулин, интерферон.
Большой прогресс достигнут в области генной инженерии растений и получены трансгенные растения.
Метод пересадки ядер соматических клеток в яйцеклетки позволяет получить генетическую копию животного, т. е. Делает возможным клонирование животных.
Метод слияния эмбриона на ранних стадиях делает возможным создание химерных животных. Таким способом были получены химерные мыши.
У.Э.7. 3.
Кариотип человека.
Это совокупность признаков диплоидного набора хромосом, включающая в себя число хромосом и особенности строения каждой из хромосом. Кариотип человека включает в себя 46 хромосом, из них 44 аутосомы и 2 половые хромосомы. У человека половые хромосомы, две Х-хромосомы у женщин (гомогаметный пол), а у мужчин Х- и У-хромосомы (гетерогаметный пол.
Хромосомы распределяются по группкам в зависимости от длины и формы. Кариограмма человека.
У.Э. 7. 4
. Сцепленное с полом наследование.
Наследование половых хромосом зависит от пола родителей. Каждый потомок получает одну свою половую хромосому от отца, а другую от матери. Женщина может передать из двух своих Х-хромосом и дочери, и сыну, в то время как мужчина передает свою Х-хромосому только дочери, а У-хромосому – только сыну.
В Х-хромосоме и У-хромосоме человека различают три группы участков: негомологичные участки Х-хромосомы, которые отсутствуют в У-хромосоме, здесь расположены гены, сцепленные с Х-хромосомой; негомологичные участки У-хромосомы, здесь расположены гены, сцепленные с У-хромосомой; Гомологичные участки Х-Ухромосомы, здесь расположены гены, частично сцепленные с полом.
При записи генов, генотипов и гамет организмов, анализируемых по генам, расположенным в половых хромосомах, аллели этих генов записывают вместе с половыми хромосомами. Пример записи:
Аллели: ХА;
ХВ
; УС
; генотипы: ХА
Ха
; Ха
У; ХА
Уа
; Хав
ХаВ
;ХУС
.
Аллели негомологичных участков Х-хромосомы и У-хромосомы по-разному проявляются в фенотипе особей разного пола и по-разному наследуются потомками.
У.Э.7.5.
Апоптоз.
Апоптоз – програмированная гибель клеток. Она не сопровождается воспалением и выходом клеточного содержимого в межклеточную среду. При апоптозе в ответ на действие внутренних или внешних сигналов клетка разрушает свои компоненты своими же собственными ферментами. В результате разрушения образуются компактные фрагменты клетки, окруженные наружной плазматической мембраной, которые затем поглощаются макрофагами – фагоцитирующими лейкоцитами.
Задания для учащихся:
Дайте аргументированный ответ на вопрос:
1. Поддерживаете ли Вы идею о клонировании органов или организма в целом?
2. Как Вы считаете, за какой технологией – биотехнологией или химтехнологией стоит будущее?
Рекомендуемая литература:
1. Петросова Р.А. Основы генетики. – М.:Дрофа, 2004.
2. Пименова И.Н., Пименов А.В. Лекции по общей биологии: Учеб. пособие. – Саратов: «Лицей», 2003.
3. Бочков Н.П., Захаров А.Ф., Иванов В.И. Медицинская генетика. – М.: Медицина, 1984.
4. Клонирование ДНК. Методы: Пер. с англ. /Под ред. Д. Гловера. – М.:Мир, 1988.
МОДУЛЬ 8: РЕШЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ – 4ч
ЦЕЛИ МОДУЛЯ:
а) продолжить формирование умений решать генетические задачи различных типов и уровней сложности;
б) развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе решения генетических задач;
в) научить проводить самостоятельный поиск биологической информации;
г) воспитание генетической и функциональной грамотности учащихся.
ЗАДАЧИ МОДУЛЯ:
1. Научить применять теоретические знания на практике.
2. Проверить усвоение генетических терминов и понятий.
3. Способствовать развитию профессиональной самоориентации.
У.Э. 8.1. - 8.2. Решение задач на сцепленное наследование генов и наследование, сцепленное с полом.
У человека доминантный ген А определяет стойкий рахит, который наследуется сцепленно с полом. Какова вероятность рождения больных детей, если мать гетерозиготна по гену рахита, а отец здоров.
У здоровых родителей со II группой крови родился сын с I группой крови и гемофилией. Гемофилия наследуется как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой признак. Определите вероятность рождения второго ребенка здоровым и возможные группы его крови.
У.Э.8.3.
Решение задач на взаимодействие неаллельных генов.
Каков фенотип потомства будет:
а) от брака негра и светлой мулатки;
б) от брака белого и темной мулатки?
У.Э. 8.4. Контрольная работа «Решение генетических задач».
Рекомендуемая литература:
1. Дикарев Сборник задач по генетике. М.: «Первое сентября», 2002.
2. Фросин В.Н. Тестовые задания. Казань, «Матбугат йорты», 2000.
3. Грин Н., Стаут У., Тецлор Д. Биология. – М.: Мир, 1990. Т. 1-3.
4. Реймерс Н.Ф. Популяционный биологический словарь. – М.: Наука,1990.
5. Энциклопедия для детей. Москва , 2001.
6. Свердлов Е.Д. Молекулярная генетика на рубеже двух тысячелетий. – 1999 - т. 3.
7.Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека. В 3 т.-М.; Мир, 1990.
ПРОГРАММА КУРСА ПО
ВЫБОРУ: МЕДИЦИНСКАЯ ЭКОЛОГИЯ
Курс по выбору «Медицинская экология» предназначен для учащихся 9-х классов, ориентированных на профильное обучение в естественнонаучных классах с медицинской направленностью.
ЗАДАЧИ КУРСА:
Помочь учащимся в обоснованном выборе профиля дальнейшего обучения, в уточнении особенностей профиля и способствовать приобщению к здоровому образу жизни.
ЦЕЛИ КУРСА:
1.
Образовательные:
создать у учащихся, интересующихся гигиеной, физиологией, здоровьем, углубленную систему знаний, сформировать навыки принятия позитивных для здоровья решений, раскрыть закономерности, имеющие общебиологический характер (обмен веществ, питание, закаливание, оздоровление).
2.
Развивающие:
развитие интереса к проблеме здоровья человека, развить интерес к проблемам физиологии, здоровья и биологии в целом; познакомить с методами научного исследования при изучении физиологии, косметологии.
3.
Воспитательные:
воспитание ответственного отношения к своему здоровью и здоровому образу жизни. Способствовать профориентационной работе с учащимися.
В качестве основного образовательного результата
выступает развитие экологической, санитарной культуры учащихся, обучение приемам оказания первой до врачебной помощи пострадавшему и профилактика наркозависимости.
Курс способствует формированию базовых ценностей (жизнь, здоровье, красота, знание, успех, человек), содействует воспитанию физически крепкого молодого поколения, адекватному отношению к себе и окружающим.
Благодаря практической направленности, своему интегративному содержанию (медицина, биология, экология, история искусства), высокой мировоззренческой значимости, ориентированный в системе общечеловеческих ценностей данный элективный курс может быть востребован учащимися, занимающимися по различным профилям.
Интеграция курса:
экология, биология, медицина, химия, история, искусство.
Формы занятий:
тренинги, семинары, экскурсии, презентация результатов исследования, выполнение практических и творческих работ.
СТРУКТУРА КУРСА:
курс по выбору «Медицинская экология» состоит из двух модулей:
1. «Человек, природа, общество» - 3ч
2. «Слагаемые здоровья» - 6ч
МОДУЛЬ 1.
Человек, ПРИРОДА, ОБЩЕСТВО –3 ч.
ЦЕЛИ МОДУЛЯ:
а) углубить и расширить знания учащихся о природнобиологической и социальной сущности человека;
б) развитие критического мышления, познавательной активности учащихся, их интереса к проблеме здоровья человека, формирование экологического сознания учащихся;
в) воспитание культуры человека, его позитивного отношения к природе, окружающей среде; экологического поведения по отношению к людям, природе, обществу.
ЗАДАЧИ МОДУЛЯ:
а) познакомить учащихся с проблемой здоровья, причинами болезней, сущностью человека;
б) показать структуру образа жизни человека, его социальную, трудовую, нравственную функцию;
в) раскрыть понятия «человек», «общество», «культура».
УЧЕБНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МОДУЛЯ:
У.Э. 1.1
. Уникальность человека.
Что такое человек? Единство природно-биологического и социального в сущности человека и его развитии. Человек – природа – общество сегодня и в будущем. Идея человека будущего. Бережное отношение к природе, к своему здоровью и здоровью окружающих.
Человек – общественное существо, способное производить орудия труда, использовать их в своем воздействии на окружающий мир и обладающее сложно организованным мозгом, сознанием и членораздельной речью.
Человек со всеми своими специфическими особенностями есть продукт общественно-исторического развития. Биологически человек не изолирован от животного мира, с которым он связан узами генетического родства. В отличие от большинства животных человек не приспособлен к какой-либо определенной среде обитания, а может, создавая в процессе коллективной деятельности искусственную среду, существовать в самых разнообразных условиях.
Достижения материальной и духовной культуры, умение изготовлять и целесообразно применять орудия труда, задатки речи – все это передается новым поколениям не по линии биологической наследственности.
1. Свойства человека как биологической системы: наследственность, изменчивость, саморегуляция, раздражимость, обмен веществ, энергозависимость .2. Физиологические потребности человека. Значение природной среды в жизни человека: состав воздуха; наличие пресной воды; наличие питания как источника энергии. 3. Действие социальных факторов на здоровье и психику человека: культура общения; режим труда и отдыха; заболевания и профилактика; состояние окружающей среды; образ жизни; воспитание и образование.
У.Э 1.2.
Культура, искусство и человек
Познание мира природы, его красоты через произведения живописи, литературы, музыки.
Картины русского художника Виктора Михайловича Васнецова: «Алёнушка», «Богатыри», «После побоища Игоря Святославовича с половцами».
«После побоища …» - величественное произведение. Скорбь по павшим и представление о гибели множества русских и половецких воинов выражены символико-метафорически: изображением двух главных жертв побоища – могучего богатыря-витязя и прекрасного княжича. Торжественное безмолвие картины не могут нарушить даже бьющиеся в воздухе над поверженными воинами орлы. Именно этих птиц художник выбрал, чтобы подчеркнуть силу, величие, героизм картины.
Орел – птица сильная, могучая, с острыми когтями и клювом – настоящий хищник. Символ власти, могущества. Наверное, поэтому Россия и другие государства поместили орла на свои гербы.
А образ ворона русские художники использовали в своих произведениях, чтобы подчеркнуть трагизм, безысходность ситуации. Например, картина Василия Петрова «Утопленница». Картина «Варвары» - изображает пирамиду из человеческих черепов, сложенную в среднеазиатской долине на фоне разрушенного города и высохшего сада. Стаи голодных птиц кружат над пирамидой, садятся на черепа. С большим мастерством передан раскаленный зноем воздух. «Апофеоз войны» - суровое осуждение захватнических войн, несущих смерть. Картина воспроизводит одну из пирамид, которые по приказу Тамерлана складывали из голов поверженных врагов.
М.М. Пришвин: - « Секрет художника: найти какой-то способ самоочистки и такой гигиены духа, чтобы подходить к человеку и видеть его не изуродованным, каким он есть, а в тех возможностях, которые он несет в себе.
Цивилизация и культура, взятые внутрь творческой личности, означают следующее: культура – это связь между людьми в их творчестве, цивилизация – это сила вещей».
В книге «Глаза земли» писатель советует: «Выправить можно и согнутый гвоздь, только надо потом колотить по нему осторожней: на слабом месте он может согнуться. И человек тоже иной бывает так согнут, что с ним надо обращаться осторожно до крайности».
М.М. Пришвин писал об этическом взаимопонимании человека, как с окружающей его природой, так и с окружающим человека обществом.
У.Э.1.3.
Природа и здоровье
Здоровые потребности и «потребность в здоровье». Изменение естественных условий в окружающей человека среде. Нарушения в организме человека наследственных признаков, сокращение продолжительности жизни.
В XXI веке произошел переход на генный уровень изучения болезней человека. Всего известно 5 тыс. наследственных заболеваний. Значительные успехи достигнуты в изучении причин заболеваний. Они связаны с мутациями или с изменением числа хромосом. Большинство таких мутаций на протяжении десятков тысяч лет передаются из поколения в поколение. Именно поэтому генетический груз в популяции не уменьшается даже при таких евгенических мерах, как уничтожение больных (это происходило в античной Спарте) или их стерилизации (как в США, где в первой половине XX в. более 60 тыс. человек принудительно подверглись этой процедуре). Для выявления болезнетворных мутаций исследуют семьи, в которых это заболевание встречается в нескольких поколениях.
Не только наследственные заболевания, но и предрасположенность к инфекциям, имеют генетическую основу. Различные люди, как известно, в разной степени восприимчивы к инфекциям. «Чума XX века – СПИД – пока неизлечимое заболевание. Но некоторые люди невосприимчивы к вызывающему СПИД вирусу иммунодефицита человека (ВИЧ) из-за мутации в гене хемокинового рецептора. Он расположен на поверхности клеток и служит «посадочной площадкой» для вируса СПИДа. В отсутствие этого белка вирус, попав в организм, не способен проникнуть внутрь клетки и не приводит к заболеванию.
Найдены гены, защищающие от некоторых форм рака. Особенно эффективно действуют в сочетании с благоприятными условиями среды.
В настоящее время в ряде стран, в том числе и в России, проводятся исследования, благодаря которым появляется возможность желающим получить генетический паспорт – документ, в котором будут указаны существенные для здоровья и выбора профессии наследственные особенности.
Задания для учащихся:
НА компьютере разработать слайды по теме :Человек, природа, общество.
Рекомендуемая литература:
1. А.Г. Хрипкова, Г.С. Калинова, И.О. Тупицын. Методическое пособие к учебнику «Биология. Человек и его здоровье» - М.: Просвещение, 1999.
2. Хотунцев Ю.А. Человек, технология, окружающая среда. – М.: Устойчивый мир, 2001.
3. Бочков Н.П. Медицинская генетика. – М.: Мастерство, 2001
МОДУЛЬ 2. СЛАГАЕМЫЕ ЗДОРОВЬЯ – 6ч
ЦЕЛИ МОДУЛЯ:
а) познакомить учащихся с существующими болезнями, дать их виды и особенности.
б) показать проблемы питания для здоровья человека
в) научить учащихся заботиться о своем теле.
г) развитие познавательной активности по укреплению здоровья
д) воспитание здорового образа жизни и экологической культуры у учащихся.
ЗАДАЧИ МОДУЛЯ:
1. Дать представление учащимся об основных проблемах здоровья человека;
2. Показать виды болезней, их классификация и условия их предупреждения;
3. Способствовать профориентационной работе с учащимися.
УЧЕБНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МОДУЛЯ:
У.Э. 2.1
. Алкоголь, наркотики – факторы, опасные для здоровья человека.
Понятие о наркогенных веществах. (Морфин – крупные белые кристаллы без запаха. В медицинских целях используется в виде порошка, таблеток, 12%-го раствора для инъекций. Ацетилированный опий. Жаргонные названия – султыга, химка. – Полусинтетическое средство, получаемое путем ацетилирования экстракта маковой соломы. Конопля – анаша, трава, шмаль. Однолетнее травянистое растение. В высоту достигает от одного до трех метров и выше. Имеет длинные узкие листья с зазубренными краями, которые растут веерообразно. Эфедрон, первитин, фенамин. Жаргонные названия – коктейль Джеф, эфенди, космос. Прозрачная или слегка мутная жидкость. В зависимости от примененного сырья может быть бесцветного либо светло-желтого, коричневого цвета.)
Алкоголь, его отрицательное влияние на развитие умственных способностей, потомство, деятельность печени, желудка. Алкоголизм и деградация личности. Предупреждение наркомании.
У.Э. 2.2. Инфекционные заболевания и защитные силы организма.
Зарождение экспериментальной иммунологии связано с именем английского врача Э. Дженнефера. Он доказал, что человек не заболевает натуральной оспой после того, как ему была привита «коровья» оспа. Предложенный им метод противооспенной прививки был принят повсюду. Однако открытие Дженнефера не родило новой науки. Это было гениальное наблюдение, давшее человечеству возможность предупредить оспу. Он не создал метода предупреждения заразных болезней.
Основателем теоретической иммунологии стал французский ученый Луи Пастер. Он доказал, что инфекционные болезни вызываются микроорганизмами, и предложил общий принцип предохранительных прививок путем введения ослабленных микробов.
Были получены вакцины против сибирской язвы, чумы, холеры, бешенства, полиомиелита и др.
Инфекционные желудочно-кишечные заболевания, их профилактика.
Проблема несовместимости генетически чужеродных клеток и тканей, от пересаженной чужой кожи, от пересаженных органов. Проблема несовместимости генетически чужеродных тканей при пересадке органов оказалась иммунологической.
Конформационные болезни, которые связаны с нарушением сворачиваемости белка. Открыт новый тип инфекционного агента, названный прионами.
У.Э.2.3.
Правильное питание - залог здоровья.
Академиком А.А.Покровским и его учениками разработана концепция сбалансированного питания, основанная на серьезных научных исследованиях. ЕЕ суть: нормальная деятельность организма возможна только при условии обеспечения его необходимой энергией и «строительным материалом», но при соблюдении сложных отношений между многочисленными компонентами пищи, каждому из которых отведена определенная роль в обмене веществ.
Виды пищевых отравлений (бактериального происхождения, химического происхождения). Первая помощь при отравлениях.
Генетически модифицированные продукты питания.
У.Э.2.4.- 2.5. Профессия и образ жизни.
Творческая активность, здоровье и долголетие. Здоровый образ жизни, его роль в повышении работоспособности, увеличении продолжительности жизни, снижении вероятности болезней. Здоровье духовное и физическое – основа здорового образа жизни. Признак высокой культуры человека, его образованности.
Апоптоз – программа клетки на смерть. Апоптоз находится под контролем нескольких генов и белков. Включается при большом повреждении наследственного материала, при получении специального сигнала извне в виде «легенда смерти» Появляются атавизмы.
Стволовые клетки – это клетки ранних стадий зародыша, которые могут превращаться в любую клетку нашего организма. Под действием сигнала, которые приходят от других клеток, стволовые клетки используют для получения трансгенных клеток.
Оказалось, что существует регион стволовых клеток каждой ткани.
Банк хранения крови из пуповины.
Путь к профессии: врача, косметолога, криминалиста.
У.Э.2.6.
Сохранить природу – сохранить жизнь. (Я люблю тебя жизнь).
Понимание языка природы необходимо для общения с ней. Однако экологическое воспитание состоит не только в изучении законов природы, но и в учете их в своей повседневной деятельности, с тем, чтобы наилучшим образом вести хозяйство в нашем доме – на Земле. Только высокий уровень экологической культуры позволит восстановить разрушенное хозяйство, нашу измученную природу.
Ты, человек, любя природу, хоть иногда ее жалей. И помни истину простую – нас много, а она одна.
Задания для учащихся:
1.Практическая работа №1: Влияние алкоголя на процесс пищеварения.
2. Практическая работа №2: Рассмотрение волос под микроскопом.
3. Практическая работа №3: Маникюр по всем правилам.
4. Презентация творческих работ учащихся.
5. Выполнить тест:
1. Один из результатов хозяйственной деятельности человека – увеличение содержания углекислоты в атмосфере. Если ее количество увеличится вдвое, то это приведет к:
а) тому, что прольются кислотные дожди;
б) более быстрому вращению Земли;
в) парниковому эффекту.
2. А.С.Пушкина можно назвать экологом, поскольку он:
а) писал статьи по экологии;
б) природу сердцем чувствовал.
3. Стирать белье без порошка и мыла:
а) можно;
б) нельзя;
в) можно, но не нужно.
4. Город, жители которого пострадали так же, как жители Хиросимы, находится в:
а) Нигерии;
б) Белоруссии;
в) Индии.
5. Жители Сингапура протестуют против курения:
а) молча;
б) размахивая руками;
в) громким криком.
6 .Известна «чертова дюжина», а что такое «грязная дюжина»:
а) двенадцать поросят;
б) двенадцать ядохимикатов;
в) двенадцать шахтеров.
7. Всемирный день защиты детей имеет к экологии отношение:
а) самое непосредственное;
б) косвенное;
в) никакого.
Рекомендуемая литература:
1. Анисимов Л.Н. Профилактика пьянства, алкоголизма, наркомании среди молодежи. – М.: Юридическая литература, 1988.
2. Антропова М.В. Гигиена детей и подростков. – М.: Медицина, 1982.
3. Пивоваров Ю.П., Гоева О.Э., Величко А.А. Руководство к лабораторным работам по гигиене. М.: Медицина,1983.
4. Хрипкова А.Г. Калинова Г.С. , Тупицын И.О. Методическое пособие к учебнику «Биология. Человек и его здоровье» М., «Просвещение», 1999
5. Горелов А.А. Человек – гармония – природа. М.: Наука 1990
6. Пугал Н.А., Козлова Т.А.: Лабораторные и практические занятия по биологии «Человек и его здоровье» М.: «Владос» 2003
| № |
Тема |
Тип урока |
Средства обучения |
методы |
формы |
Кол. часов |
| 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7 8 |
МОДУЛЬ I: ЧЕЛОВЕК, ПРИРОДА, ОБЩЕСТВО. Уникальность человека. Культура, искусство и человек Природа и здоровье МОДУЛЬ II: СЛАГАЕМЫЕ ЗДОРОВЬЯ. Алкоголь, наркотики – факторы, опасные для здоровья. Инфекционные заболевания и защитные силы организма. Правильное питание – залог здоровья Профессия и образ жизни Сохранить природу – сохранить жизнь (Я люблю тебя жизнь) |
Изучение Нового материала комбиниро- ванный учетно-обоб- щающий комбини- рованный комбиниро- ванный изучение нового материала комбиниро- ванный урок обоб- щения и сис- тематизации знаний |
Вербальные картины слайды- презентации специальное оборудование для практ. работы вербальные вербальные специальное оборудование для практич. работы Аудио- видеокассеты |
Репродук- тивный информационно-развиваю щие творческивоспроиз водящий проблемноисследова- тельский поисковый репродук- тивный поисковый репродук- тивный проблемно-исследова тельский эвристи- ческий аналитикосинтетичес- кий |
лекция экскурсия презентация творческих работ учащихся беседа, практическая работа лекция экскурсия лекция семинар практич.работы презентация профессий урок-обобщения |
(3ч) 1ч. 1ч. 1ч. (6ч.) 1ч. 1ч. 1ч 2ч. 1ч. |